Lufttrockner Grundlehrgang

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1 Lufttrockner Grundlehrgang Einleitung Beispiel Aufgabe Vorteil Zweikammer-Prinzip Hinweis Atmosphärische Luft, die vom Kompressor angesaugt wird, ist mehr oder weniger feucht. Das bedeutet, dass der Kompressor ein Gasgemisch bestehend aus Luft und Wasserdampf verdichtet. Die Sättigungsgrenze (Taupunkt) des Wasserdampfanteiles ist dabei abhängig von der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit. Durch die Erwärmung der geförderten Luft bleibt zwar die absolute Feuchtigkeit konstant, aber die max. mögliche Aufnahme der Wasserdampfmenge steigt. Umgekehrt wird bei fallender Temperatur der Anteil des Wasserdampfes kondensiert und scheidet als Wasser aus der Luft aus. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % und einer Lufttemperatur von 50 C beträgt der Anteil der Wasserdampfmenge 90 g in 1 m³ angesaugter Luft. Fällt die Temperatur der angesaugten Luftmenge auf 30 C werden 0 g Wasser ausgeschieden. Das sind immerhin 0,0 l. Lufttrockner können in alle Druckluft-Erzeugungsanlagen eingebaut werden. Sie haben die Aufgabe, den Anteil der in der Druckluft mehr oder weniger anfallenden Wasserdampf-menge zu reduzieren. Dieses geschieht durch eine kaltrege-nerierte Adsorptionstrocknung. Dieser Vorgang wird dadurch erreicht, dass die vom Kompressor geförderte Druckluft über ein Granulat geleitet wird, welches in der Lage ist, den in der Luft enthaltenen Wasserdampf aufzunehmen. Die Regeneration des Granulates erfolgt durch Rückspülung mit bereits getrockneter Luft. Der Regenerationsvorgang erfolgt bei einem Einkammer-Luft-trockner nur in der Leerlaufphase des Kompressors. Dagegen wird er bei einem Zweikammer-Lufttrockner über ein Magnet-ventil mit integriertem Zeitschaltgerät gesteuert. Durch dieses Verfahren wird hier sichergestellt, dass die Aufnahme-fähigkeit des Granulates auch bei hoher Einschaltdauer des Kompressors gewährleistet ist. Zweikammer-Lufttrockner werden daher meist bei Fahrzeugen mit hohem Luftverbrauch eingesetzt. Um einen guten Wirkungsgrad zu erreichen, sollte die Eingangstemperatur der einströmenden Druckluft bei ca. 5 C liegen. Vor dem Lufttrockner dürfen keine Frostschutzeinrichtungen installiert sein. 2 1

2 Grundlehrgang Lufttrockner-Ausführungsarten a. Einkammer-Lufttrockner mit Heizung. Das Gerät ist durch die Schraubkartuschen-Ausführungen /420 ersetzt worden / 40 b. Zweikammer-Lufttrockner mit Druckregler und ohne Druckregler Beide Ausführungsarten wurden durch die Baureihen und ersetzt / 420 c. Einkammer-Lufttrockner mit und ohne Heizung = mit Druckregler = ohne Druckregler Der nachträgliche Einbau einer Heizung ist möglich / 432 d. Zweikammer-Lufttrockner mit und ohne Heizung = ohne Druckregler = mit Druckregler Der nachträgliche Einbau einer Heizung ist möglich. Hinweis Die Lufttrockner sind für einen maximalen Betriebsdruck von 13,0 bar zugelassen. Für Fahrzeuge mit Hochdruck-Anlagen stehen besondere Abwandlungen (mit Spezial-Kartusche) zur Verfügung, die bis max. 20 bar zugelassen sind. Die Spannung für das Magnetventil (nur für Zweikammer-Lufttrockner) beträgt 24 V. Zweikammer-Lufttrockner kommen vorwiegend in Fahrzeugen mit hohem Luftverbrauch (hoher Kompressor-Einschaltdauer) zum Einsatz. 2

3 Einkammer-Lufttrockner Grundlehrgang Wirkungsweise des Lufttrockners (ohne integrierten Druckregler) a. Die Trocknung der Druckluft Die am Anschluss (1) in den Raum (h) eintretende Druckluft gelangt über das Feinfilter (4), den Ringkanal (b) auf die Oberseite der Granulatkartusche (2). Von hier (Raum "a") durchströmt die Druckluft die Kartusche (2), wobei die Feuchtigkeit von der Oberfläche des Granulats (3) adsorbiert wird. Trockene Druckluft gelangt dann über das sich öffnende Rückschlagventil (5) in den Anschluss (21) und von dort zu den nachgeschalteten Geräten der Druckluftversorgungsanlage. Gleichzeitig strömt Druckluft durch die Drosselbohrung (c) und den Anschluss (22) zum Regenerationsbehälter. b. Die Regeneration des Granulates Beim Abschalten des Druckreglers wird der Anschluss (4) belüftet. Hierdurch öffnet das Entwässerungsventil () wodurch in den Räumen (d), (h) und (a) der Druck schlagartig fällt. gleichzeitig schließt das Rückschlagventil (5). Während das im Raum (d) angesammelte Kondensat über die Entlüftung (3) ins Freie gelangt, strömt trockene Luft aus dem Regenerationsbehälter über die Drosselbohrung in umgekehrter Strömungsrichtung durch die Kartusche (2). Die Regenerationsluft ist jetzt in der Lage, die Feuchtigkeit, die in der Oberfläche des Granulates (3) mehr oder weniger vorhanden ist, wieder aufzunehmen. Diese feuchte Luft kann nun über den Raum (a), den Ringkanal (b), den Raum (h), den Kanal (e), am geöffneten Entwässerungsventil () entweichen. Dieser Vorgang wird beendet, wenn der Regenerationsbehälter drucklos ist, oder wennder Druckregler vorzeitig wieder auf Lastlauf schaltet. 3

4 Grundlehrgang Einkammer-Lufttrockner / 410 c. Bypass-Stellung Sollte auf Grund einer totalen Verschmutzung des Filters (4) der Druckluftdurchfluss durch die Kartusche (2) nicht mehr gewährleistet sein, öffnet automatisch das Bypassventil (10). Ungetrocknete Druckluft gelangt dann vom Anschluss (1) durch den Kanal (f) zu den Anschlüssen (21) und (22). Im normalen Betrieb ist das Bypassventil (10) durch die Federkraft (9) und durch die Druckluft-beaufschlagung (Raum "g") geschlossen. d. Funktion der Heizung Soweit der Lufttrockner mit einer Heizpatrone (8) ausgestattet ist, schaltet sich diese beim Unterschreiten einer Temperatur von ca. C ein und beim Überschreiten einer Temperatur von ca. 30 C wieder ab. Wirkungsweise des Lufttrockners (mit integriertem Druckregler) Die Trocknung der Luft erfolgt wie unter 1. beschrieben. Der Abschaltdruck gelangt jedoch bei dieser Ausführung über die Bohrung I in den Raum D und wirkt auf die Membran m. Nach Überwindung der Federkraft öffnet Einlass n und der nun druckbeaufschlagte Kolben e öffnet den Auslass f. Die vom Kompressor geförderte Luft strömt nun über Raum A, Kanal C und Entlüftung 3 ins Freie. Der Kolben e übernimmt gleichzeitig auchdie Funktion eines Überdruckventils. Bei Überdruck öffnet der Kolben e automatisch den Auslass f. Sinkt der Vorratsdruck in der Anlage infolge Luftverbrauch unter den Einschaltdruck, schließt der Einlass n un der Druck aus Raum B baut sich über die Entlüftung des Druckreglers ab. Der Auslass f schließt und der vorgang der Trocknung beginnt erneut. 4

5 Einkammer-Lufttrockner / 410 Grundlehrgang Wartung Hinweis Prüfung Im Fahrbetrieb ist eine regelmäßige Kontrolle der Luftbehälter auf Kondenswasseranfall durchzuführen. Wird Kondenswasser festgestellt, muss die Regenerationsfunktion geprüft und eventuell die Granulatkartusche getauscht werden. Erfahrungen haben gezeigt, dass ein Auswechseln des Granulates nach ca. 2 Jahren erforderlich werden kann. Hierzu steht entweder die Einwegkartusche oder die Austauschkartusche zur Verfügung (M 39 x 1,5). Bei älteren Geräten muss vorher die Sicherungsschraube (M) gelöst werden. Bei Fahrzeugen mit Luftrocknern in Hochdruck-Ausführung ist die Kartusche zu verwenden (M 42 x 1,5). Komplette Kartuschen oder das Granulat sind als Sondermüll zu behandeln. Die Austauschkartuschen werden bei Ersatz zurückgenommen. Der Lufttrockner ist auf Dichtheit und korrekte Regenerationsfunktion zu prüfen. Druckluftanlagen bis zum Abschalten des Druckreglers auffüllen und Motor abstellen. An der Entlüftung des Lufttrockners muss für ca. 10 s die Regenerationsluft ausströmen. Prüf- und Einbauschemata Schema 1: Druckregler Einkammer-Lufttrockner Vierkreis- Schutzventil Kompressor Regenerations-Luftbehälter Schema 2: Einkammer-Lufttrockner mit Druckregler Regenerations-Luftbehälter Kompressor Vierkreis- Schutzventil Nachrüstung Bei Nachrüstungen sind unsere Einbauempfehlungen zu berachten. Diese können vom Bereich "Service" bezogen werden. 5

6 Grundlehrgang Zweikammer-Lufttrockner a. Bei Erstbelüftung Im drucklosen Zustand sind die Rückschlagventile (7), (9), (21), das Überströmventil (10) sowie das Magnetventil (11) geschlossen. Das Ventil (12) ist einlassseitig (14) und das Ventil (18) auslassseitig (19) geöffnet. Die Inbetriebnahme des Lufttrockners erfolgt daher generell über den Behälter I. Dieses ist bedingt durch die Funktion des Überströmventils (10). b. Die Trocknung der Druckluft im Behälter I Die am Anschluss (1) eintretende Druckluft gelangt über die Kanäle (0) und (g), den Ringraum (e), den Filter (8), den Spalt (b) in den Raum (a) oberhalb der Granulatkartusche (5). Über die ober- und unterhalb der Kartusche (5) angebrachten Siebbleche und Filzscheiben strömt das Granulat (). Die Luftfeuchtigkeit bleibt bei diesem Vorgang an der Oberfläche des Granulates () durch Adsorbtion, haften. Die jetzt in den Raum (c) einströmende Druckluft öffnet das Rückschlagventil (9). Trockene Druckluft kann somit über den Anschluss (2) in die nachgeschalteten Geräte der Bremsanlage gelangen. Gleichzeitig strömt Druckluft zum geschlossenen Überströmventil (10).

7 Zweikammer-Lufttrockner Grundlehrgang c. Die Regeneration des Granulats im Behälter II und das Öffnen des Überströmventils Um das Granulat (23) des Behälters II regenerieren zu können, wird die im Kanal (p) stehende Druckluft bei geschlossenem Rückschlagventil (21) über die Düsenbohrung (u) in die ranulatkartusche (22) geführt. Indem die Druckluft die Granulatkartusche (22) von unten nach oben durchspült, wird die an der Oberflächedes Granulats (23) vorhandene Feuchtigkeit von der trockenen Druckluft adsorbiert. Die nunmehr mit Feuchtigkeit angereicherte und sich entspannende Druckluft gelangt über den Raum (w), den Spalt (v), den Ringraum (s), das geöffnete Auslassventil (19), den Kanal (n) an der Entlüftung (3) des Lufttrockners ins Freie. Bei einem Druckaufbau im Anschluss (2) von ca. 4,5 bis 5,0 bar öffnet das Überströmventil (10) und belüftet damit den Kanal (k) zum Magnetventil (11). Hierdurch wird sichergestellt, dass bei Erstbelüftung der Trocknungsvorgang immer im Behälter I beginnt. d. Die Umsteuerung des Lufttrockners Durch ein vorprogrammiertes Zeitintervall wird das Magnetventil (11) von einem integrierten Zeitschaltglied geöffnet. Hierdurch gelangt die im Kanal (k) stehende Druckluft in den Kanal (h). Bedingt durch die sich daraus ergebende Druckluftbeaufschlagung der Ventile (12) und (18) erfolgt eine Umsteuerung des Lufttrockners. Wie bereits unter "Trocknung" und "Regeneration" beschrieben, wird jetzt im Behälter II getrocknet und im Behälter I regeneriert. Dieser Vorgang wiederholt sich bedingt durch das im Magnetventil (11) integrierte Zeitschaltglied ca. jede 0 sek. 7

8 Grundlehrgang Zweikammer-Lufttrockner e. Die automatische Entwässerung Mit dem Erreichen des Abschaltdruckes wird vom Druckregler der Anschluss (4) des Lufttrockners belüftet. Hierdurch öffnet das Entwässerungsventil (1), so dass das evtl. im Anschluss (1) vorhandene Kondensat über die Entlüftung (3) entweichen kann. Gleichzeitig fällt der Druck in den Kanälen (m), (n), (o) und (p). Über das sich schließende Rückschlagventil (9) wird der Druck im Anschluss (2) und in den Kanälen (h) und (k) gesichert. Durch Entlüftung des Anschlusses (4) wird das Entwässerungsventil (1) wieder geschlossen. Der Druck kann sich somit im Lufttrockner wieder aufbauen. f. Funktion der Heizung Soweit der Luftrockner mit einer Heizpatrone (15) ausgestattet ist, schaltet sich diese beim Unterschreiten einer Temperatur von ca. C ein und beim Überschreiten einer Temperatur von ca. 30 C wieder ab. Wartung Hinweis Prüfung Wird bei der regelmässigen Kontrolle der Luftbehälter im Fahrbetrieb Kondenswasser festgestellt, muss die Regenerationsfunktion geprüft werden und eventuell ein Austausch der Granulatkartusche erfolgen. Erfahrungen haben gezeigt, dass ein Auswechseln des Granulates nach ca. 2 Jahren erforderlich werden kann. Hierzu wird ein Austausch mit der Einwegkartusche oder mit der WABCO-Austauschkartusche vorgenommen. Komplette Kartuschen oder das Granulat sind als Sondermüll zu behandeln. Die Austauschkartuschen werden bei Ersatz zurückgenommen. Der Lufttrockner ist auf Dichtheit und durch Kontrolle der Luftbehälter (Kondenswasseranfall) auf einwandfreie Funktion zu über-prüfen. Zusätzlich sind die Schaltimpulse des Zeittakt-Magnetventils (alle 0 s) zu kontrollieren und die Abluft-Strömungen zu vergleichen. Zum Zeitpunkt des Umschaltens bläst der Lufttrockner kurzzeitig verstärkt aus der Entlüftung. 8

9 Zweikammer-Lufttrockner Grundlehrgang Prüf- und Einbauschema Zweikammer-Lufttrockner Vierkreis-Schutzventil Luftbehälter Prüfstelle Druckregler Nebenverbraucher Entwässerungsventil Luftdruckmesser Kompressor Handbremsventil mit Kontrollstellung Rückschlagventil Autom. Kupplungskopf Vorrat Anhänger-Steuerventil mit 2/2 Wegeventil Druckschalter Motorwagen-Bremsventil mit Last/Leerventil Relaisventil Autom. Kupplungskopf Bremse Warndruckeinrichtung sdfsfd ALB-Regler mit Relaisventil Membranzylinder Tristop -Zylinder 9

10 Grundlehrgang Frostschützer Aufgabe Frostschützer wurden in Kraftfahrzeug-Bremsanlagen hauptsächlich vor der Einführung von Lufttrocknern eingesetzt. Sie haben die Aufgabe, die Betriebssicherheit von Druckluft- Bremsanlagen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt weitgehend sicherzustellen. Das geschieht durch Herabsetzung des Gefrierpunktes des in der Druckluft enthalte-nen Wassers. Die Frostschützer arbeiten entweder auf Verdunstungsbasis oder sie spritzen das Frostschutzmittel durch manuelle oder automatische Betätigung in die Druckluft-Erzeugungsanlage ein. Es dürfen nur Frostschutzmittel auf Alkohol-Basis verwendet werden. Wir empfehlen "Wabcothyl". Ausführungsarten a. Der Frostschützer arbeitet auf Verdunstungsbasis. Die Abwandlungen unterscheiden sich lediglich durch die Grösse des jeweiligen Vorratsbehälters. Der Inhalt beträgt: = 200 cm³ Frostschutzmittel = 1100 cm³ Frostschutzmittel = 2000 cm³ Frostschutzmittel b. Frostschutzpumpe Sie spritzt durch manuelle Betätigung Frost-schutzmittel in die jeweils angeschlossene Leitung ein. Der Vorratsbehälter nimmt 340 cm³ Frostschutzmittel auf d. Automatische Frostschutzpumpe mit Trockenlaufeigenschaften. Das Gerät kann hinter dem oder vor dem Druckregler eingebaut werden. Die Fördermenge beträgt 0,2 oder 0, 5cm³ pro Einspritzvorgang. 10

11 Frostschutzpumpe Grundlehrgang Gerät mit Steueranschluß 4 a. Auffüllstellung Zur Inbetriebnahme der Pumpe (bei Temperaturen unter + 5 C) muss der Absperrhahn (3) in die Stellung "I" gedreht werden. Hierdurch fließt das in den Behälter (1) einzufüllende Frostschutzmittel durch das Sieb (11), den Kanal (a), die Bohrung (b) in den Raum (e). Das druckluft- und federbelastete Ventil (9) ist geschlossen. b. Betätigungsstellung Beim Einschalten des Druckreglers wird der Anschluss (4) und der Raum (c) oberhalb der Membran (4) belüftet. Hierdurch gelangt der Kolben (5) auf den Gehäuseanschlag (8), wobei der O-Ring () die Nachlaufbohrung (b) verdeckt. Da der Druck der eingeschlossenen Flüssigkeit vor dem Ventil (9) jetzt höher ist, als dahinter, öffnet sich das Ventil (9) und das Frostschutzmittel (0,2 oder 0,5 cm³) wird in den Raum (f) gespritzt. Durch die Druckentlastung wird das Ventil (9) mittels der Federkraft (10) und der Druckluft im Raum (f) sofort wieder geschlossen. Die in den Anschlüssen (1 2) stehende und durchgehende Druckluft wird mit dem Frostschutzmittel angereichert und verdampft. 11

12 Grundlehrgang Frostschutzpumpe c. Umsteuerstellung Schaltet der Druckregler wieder auf Leerlauf wird der Anschluss (4) entlüftet. Die Kraft der Feder (7) kann jetzt den Kolben (5) zusammen mit der Membran (4) in der Ausgangsstellung zurückführen, wobei der O-Ring () die Zulaufbohrung (b) freigibt und Frostschutzmittel nachlaufen kann. d. Die Außerbetriebnahme der Pumpe Durch Verstellen des Absperrhahnes (3) in die Stellung "0" verdeckt der O-Ring (2) den Kanal (a). Frostschutzmittel kann jetzt nicht mehr nachfließen. Aufgrund der Trockenlaufeigenschaften der Pumpe, ist es nicht erforderlich, in der frostfreien Jahreszeit, Frostschutzmittel nachzufüllen. 12

13 Frostschutzpumpe Grundlehrgang Frostschutzpumpe ohne Steueranschluss (4) In dieser Ausführungsart liegt die Frostschutzpumpe nicht hinter, sondern vor dem Druckregler. Somit wird der Steuerimpuls in der Leitung zwischen Kompressor und Druckregler direkt vom Raum (f) über den Kanal (d) auf die Membran (4) übertragen. Wartung Eine besondere Wartung ist nicht erforderlich. Prüfung Soweit die Frostschutzpumpe eingeschaltet ist, (Stellung I) sollte der Flüssigkeitsstand täglich kontrolliert und ggf. nachgefüllt werden. 13

14 Grundlehrgang Frostschutzpumpe Prüf- und Einbauschema (Schaltung der Pumpe vor dem Druckregler) Autom. Frostschutzpumpe Vierkreis-Schutzventil Luftbehälter Prüfstelle Druckregler Nebenverbraucher Entwässerungsventil Luftdruckmesser Kompressor Handbremsventil mit Kontrollstellung Rückschlagventil Autom. Kupplungskopf Vorrat Anhänger-Steuerventil mit 2/2 Wegeventil Druckschalter Motorwagen-Bremsventil mit Last/Leerventil Relaisventil Autom. Kupplungskopf Bremse Warndruckeinrichtung ALB-Regler mit Relaisventil Membranzylinder Tristop -Zylinder Prüf- und Einbauschema (Schaltung der Pumpe hinter dem Druckregler) Druckregler Autom. Frostschutzpumpe Vierkreis-Schutzventil Luftbehälter Prüfstelle Nebenverbraucher Entwässerungsventil Luftdruckmesser Kompressor Handbremsventil mit Kontrollstellung Rückschlagventil Autom. Kupplungskopf Vorrat Anhänger-Steuerventil mit 2/2 Wegeventil Druckschalter Motorwagen-Bremsventil mit Last/Leerventil Relaisventil Autom. Kupplungskopf Bremse Warndruckeinrichtung ALB-Regler mit Relaisventil Membranzylinder Tristop -Zylinder 14